Колесные самоходные экипажи. Самобеглая коляска Средства передвижения, использующие мускульную силу животных и человека

Чертеж водоходной машины Ивана Кулибина.

Знаменитый механик Иван Петрович Кулибин родился в 1735 году в Нижнем Новгороде. Умер в 1818 году там же - вернувшись из Петербурга, где 30 лет проработал в мастерских Академии наук: шлифовал зеркала и линзы телескопов и микроскопов, устраивал фейерверки для вельмож, корпел над созданием оптического телеграфа на основе своего знаменитого (воспетого самим Державиным!) зеркального прожектора, проектировал мосты и мастерил хронометры.

Против ее течения

Несомненно, Кулибин обладал редкостным жизнелюбием – чего стоит хотя бы его третья женитьба в 70-летнем возрасте! Но судьба не баловала его: в Петербурге – интриги и опалы, в Нижнем – пожар и болезни... Однако Кулибин не унывал – в его душе навсегда поселилась идея трудов для общественного блага. Причем если в Петербурге, в годы творческой зрелости, эти труды были весьма разнообразны, то в Нижнем, уже на закате жизни, Кулибин остановился лишь на двух темах – водоходные машины и вечный двигатель.

Еще работая в Академии наук в Петербурге, Кулибин создает действующий образец судна с деревянными колесами, что вращались течением реки и наматывали на барабан канат, который оканчивался якорем. Якорь завозили перед тем на лодке вверх по реке и закрепляли на берегу. Река вращала колеса судна, это вращение через ряд шестерен передавалось на барабан, наматывающий канат с якорем, – и судно медленно, но верно шло вверх по реке против ее течения.

Собственно, для создания нового механического флота Кулибин и решил вернуться с брегов Невы на Волгу, отказавшись от столичных удобств, а также от остальных своих занятий, которые он к тому моменту счел второстепенными.

В 1798 году Кулибин направляет на имя генерал-прокурора князя Куракина «Описание выгодам, какие быть могут от машинных судов на Волге» и «План и расположение, каким образом удобнее и казне без отягощения было ввести в употребление машинные на Волге суда». Кулибин предполагал «…на первый случай построить два машинных судна… а затем по установленному образцу строить другие такие суда и вводить их в судоходство». Изобретатель просил из казны взаимообразно 30 тыс. руб. на восемь лет без процентов, из них 6 тыс. до его отъезда из Санкт-Петербурга, 9 тыс. – на постройку первых судов, 15 тыс. – на постройку остальных судов по мере надобности.

Стремясь обеспечить будущий флот адекватной бизнес-задачей, Кулибин предложил Куракину предоставить ему доставку соли с соленого озера Эльтон (что у Саратова) в Нижний Новгород. Куракин отклонил проект, заявив, что он «представляет более для казны убытку, нежели прибыли», и предложил изобретателю самому подыскать компаньонов. Но где их было взять в тогдашней России, в «стране без капиталов, без рабочих, без предпринимателей и без покупателей», как писал в 1898 году о первой половине XIX века Павел Николаевич Милюков в «Очерках по истории русской культуры».

Кулибин был готов бесплатно передавать чертежи и консультировать: «Все желающие пользоваться моим изобретением могут оное видеть, копировать чертежи – пишет Кулибин. – Я же в случае недоумения на каком-либо месте того или иного чертежа помогу, сколько сил моих к тому доставать может».

Но тщетно, желающих не было. Только казна в лице императора и нескольких высших сановников поучаствовала в прожектах нижегородского самоучки – в 1801 году Александр I удовлетворил прошение Кулибина о предоставлении 6 тыс. руб. для оплаты долгов и дополнительных 6 тыс. в счет пенсии и отпустил его на Волгу.

Кулибин приехал в Нижний и сразу же начал измерения скорости течения реки, используя сконструированный им в Петербурге прибор: «Самая первая проба на Волге была в первый день моего приезда 27 октября 1801 года против Боровского переезда… 9 ноября пробовано на Стрелке… а 12 ноября пробовано поблизости Бармина за 120 верст от Нижнего».

Лето 1802 года застает Ивана Петровича «за объездом тамошних рек Волги и Оки для испытания быстрых и тихих вод их». Сын изобретателя Семен Иванович писал: «…в сем упражнении провел он 1802, 1803, 1804 годы, трудился, не жалея ни сил, ни здоровья, претерпевая жестокие ветры, сырость и морозы, усердствуя ускорить исполнение пламенного желания своего; словом, он жил почти все это время на воде».

Первое испытание водоходной машины произошло 28 сентября 1804 года и было признано, в общем, вполне удачным. Но вот что докладывал графу Строганову присутствовавший на испытаниях нижегородский губернатор Руковский: «Не могу, однако, скрыть от Вашего сиятельства, что как для построения таковых машинных судов, так и для управления и починки их на ходу должны быть люди, сведущие хотя бы несколько в механике и в столярной работе, без пособия коих обыкновенные лоцманы и рабочие люди ни управлять машиной, ни починять оною в случае повреждения в пути будут не в состоянии».

В этом замечании и таится ответ на вопрос, почему Кулибин не пытался применить на своем судне куда более прогрессивный паровой двигатель.

К обретению даровой силы

Надо сказать, Кулибин был осведомлен о работах с паровым двигателем своего ровесника англичанина Джеймса Уатта и планировал использовать паровые машины на речных судах. Он писал себе «напоминание» в дневнике в 1801 году: «Со временем постараться расположить парами действующую машину с чугунным цилиндром так, чтобы могла действовать… веслами на таком судне, которое было бы с грузом около 15 тысяч пудов».

Однако конструированием паровых машин он так и не занялся, потому что понимал: если для обслуживания деревянной механической системы самоходного судна не находилось, по словам губернатора, людей, «сведущих хотя бы несколько в механике», то что же говорить о гораздо более сложно устроенной паровой машине… Кулибин успел убедиться, что общество не готово было платить за доступ к новой технологии даже ту не очень большую цену, которую он запрашивал за свои водоходные машины (речь, конечно, не о деньгах, об усилиях). Тогдашнее российское общество готово было принять новые технологии только даром – или за счет казны. И «вечный двигатель» стал казаться Кулибину единственным выходом.

40 лет (с перерывами) думал Кулибин о вечном двигателе и держал эти мысли в тайне. На склоне лет он записал, что намерен «занять себя в снискании таковые беспрестанно движущиеся машины деланием разных опытов скрытно, потому что некоторые ученые почитают сделать таковую невозможным и смеются с поношением над теми, кто во изыскании сего изобретения упражняются».

Кулибин не был одинок среди отечественных механиков в упорном стремлении к обретению даровой силы. В своей книге «Иван Петрович Кулибин» историки техники В. Пипуныров и Н. Раскин пишут о том, что в 1780 году будущий академик естественных наук (а пока адъюнкт) Василий Зуев упоминает тульского механика Бобрина, который был занят созданием «вечнодвижущейся машины» в течение пяти лет, расходуя на нее все личные средства. Санкт-Петербургская академия давно отказалась принимать к рассмотрению проекты вечного двигателя, и, описывая другое изобретение Бобрина – механическую сеялку, Зуев добавлял: «Сия машина показывает, что в мастере еще разума несколько осталось».

Зная об отношении академиков к вечным двигателям, Кулибин, по его же словам, все-таки решил посоветоваться с Леонардом Эйлером: «Я же, желая узнать о том достоверно, в 1776 году спрашивал находящегося тогда при Академии господина профессора Эйлера, как он о той машине думает, и в ответ получил, что он сего мнения о произведении таковыя машины в действо никак не опровергает, а сказал мне, что может де быть в свое время некому щастливому сделать такую машину и откроется. Сей же муж ученостью тогда почитался во всей Европе первым».

Надо думать, Эйлер и не пытался переубедить Кулибина, как не смог того переубедить граф Орлов, призывая механика сбрить бороду и войти в чины и прочие дворцовые отношения. Потомственный старообрядец Кулибин со своим поиском Perpetum Mobile тут подобен единоверцам, что разыскивают в ночь на Ивана Купалу по берегам озера Светлояр цветущий папоротник – «некому щастливому... и откроется».

Больше как на счастливый случай рассчитывать было не на что. В тогдашнем российском обществе еще не сформировался тот комплекс из фундаментального знания, прикладных навыков и свободной инициативы, который требовался для технических инноваций. Инновации в таком обществе становятся слишком рискованны и чересчур дороги. Так было с паровой машиной Ивана Ползунова, так было с водоходной машиной Кулибина: они работали до первых поломок – и останавливались навсегда.

Водоходная машина Кулибина простояла в одном из речных заливов, пришла в ветхость и была в итоге продана в 1808 году на слом на торгах коллежскому асессору Зеленецкому за 200 руб.

Российские факторы

Взрывной характер технических инноваций пришелся в России лишь на 1860-е годы. И основан он был на «просачивании» собственной науки в собственные технологии, а не только на импорте западной техники, будь то пароходы или ткацкие станки.

Василий Калашников, великолепный инженер и конструктор (спроектировал и перепроектировал несколько сот паровых котлов и пароходов на Волге), а также педагог и просветитель (организатор речного училища в Нижнем Новгороде, издатель специализированного журнала) – вот «непрямой наследник» Кулибина. А вслед за Калашниковым появится Шухов – и его совместные работы с Александром Бари и братьями Нобель, причем при участии самого Менделеева!

Это уже классическая финансово-научно-инженерная связка, совершенно синхронная своей эпохе. Мы тогда оказались в авангарде наук и технологий. Увы, ненадолго: фатальными стали другие российские факторы (лежащие в поле политики и истории), что привело к социальной катастрофе и соответственно к катастрофе технологической. Из этой ямы пришлось выбираться в 1920–1930-х путем тотального технологического импорта, когда за реквизированное церковное золото и за царские живописные коллекции закупались махом целые автозаводы.

Уже после Второй мировой войны в стране удалось реализовать несколько чрезвычайно сложных и ресурсоемких научно-технических программ, прежде всего атомный и космический проекты. На волне этих достижений появилось еще несколько ярких инженерных инноваций. В Нижнем Новгороде, на родине Кулибина, – корабли на подводных крыльях и экранопланы конструктора Ростислава Алексеева. Или, скажем, ряд менее известных проектов в области прикладной радиофизики: гиротронные комплексы для разогрева плазмы, радиоастрономические полигоны, уникальный стенд «Сура» для нагрева ионосферы.

И опять политика изоляции и конфронтации не позволила стать этим проектам устойчивыми, притом что почти все они – лишь отростки на коренастом стволе вооружения, традиционном приоритете в России, которая испытала вдруг в 1980-1990-е годы драматичную «перезагрузку». В итоге почти все эти отростки зачахли – экранопланы ржавеют на берегу, речные «ракеты» и «метеоры» состарились и осели в затонах, радиоастрономические полигоны заброшены и поросли молодым лесом, а породившие все это институции в значительной степени деградировали или просто исчезли.

Сейчас (или позже) придется начинать заново – и очевидно, что прорывов надо ожидать в областях, где сохранилась высокая наука, качественное образование и хоть какие-то производства. Возможно, перспективными для нас окажутся микробиология или биофотоника, лазеры и ускорители. Возможно, что и здесь мы опоздаем или не справимся. И тогда кажущиеся сегодня привлекательными замыслы останутся в категории бумажных «прожектов» – как это случилось с кулибинской волжской механической флотилией.

Ведь к моменту испытания Кулибиным в 1804 году «водоходной машины» американец Роберт Фултон уже построил свой первый пароход – кулибинские проекты устаревали, что называется, на стапелях. Однако ничуть не устарел девиз Ивана Петровича Кулибина, сформулированный им в письме к императору Александру I: «Влечет меня непрестанное желание и рвение употребить все мои силы на то, дабы в жизни моей сделать знатную услугу… для пользы общества».

Нижний Новгород

Иван Петрович Кулибин родился в 1735 году в Нижнем Новгороде. Отец его, мелкий торговец мукой, планировал воспитать себе преемника, который смог бы управлять лавкой, когда он состарится. Однако уже в ранней юности Иван Кулибин проявляет недюжинный интерес к учению, в том числе к самообразованию. В 23 года он открывает часовую мастерскую, где создает прославившие его часы в форме утиного яйца, которые позже подарит пожаловавшей в Нижний Новгород императрице Екатерине II. Часы открывают талантливому механику дорогу в Петербург, он становится заведующим механической мастерской при Академии наук. Но вот какой парадокс! Кулибин сделал огромное количество изобретений, каждое из которых, будучи воплощенным в реальность, принесло бы людям немалую пользу. Среди его задумок, тщательно и детально разработанных, были такие как проект арочного моста, отличной конструкции протезы, оптический телеграф, "водоходное судно", которое могло двигаться против течения, и многое другое. Однако правительство почему-то все время отказывалось от реализации кулибинских проектов, предпочитая держать чертежи в архивах, а впоследствии приобретать за большие деньги иностранные аналоги. В 1818 году изобретатель умирает, и тут выясняется, что у его семьи нет денег даже на похороны.

Идея построить механизм, который не будет приводиться в движение внешней силой, будь то тягловое животное или дующий в паруса ветер, давно занимала умы человечества. И в России Кулибин, на самом деле, не был первопроходцем. За четыре десятка лет до него так называемую "самобеглую коляску" построил крестьянин Нижегородской губернии Леонтий Шамшуренков. Сейчас трудно сказать, что она собой представляла, поскольку о коляске Шамшуренкова сохранились лишь упоминания - никаких чертежей, рисунков, технических описаний найдено не было. Кулибинскому изобретению повезло больше - все-таки Иван Петрович был государственным служащим, состоявшим на службе в Петербургской академии наук. Поэтому его бумаги попали в архив и благополучно дожили до наших дней.

Итак, в 1791 году изобретатель продемонстрировал публике свое новое детище - трехколесную самокатку, - несколько раз проехавшись на ней по улицам Петербурга. Работу над этим механизмом Кулибин начал еще в 1784 году, но на создание действительно функционирующей модели потребовалось целых семь лет проб и ошибок. Кроме полноразмерной самокатки, изобретатель к тому же построил для будущих императоров Павла и Александра несколько игрушечных моделей, которыми те забавлялись, будучи детьми.

Изначально механик планировал создать экипаж с четырьмя колесами, отталкиваясь от более привычной схемы телеги, но быстро понял, что конструкцию необходимо облегчить, поэтому колес осталось три. Задние колеса были побольше, переднее, ведущее, поменьше. Собственно, вся самокатка состояла из рамы с тремя колесами, переднего сиденья, рассчитанного на двух пассажиров, и расположенного сзади места, где стоял человек, обеспечивавший движение экипажа. Этот человек вставлял ноги в специальные "туфли", которые при помощи сложной системы рычагов и тяг действовали на храповой механизм, закрепленный на вертикальной оси маховика. Маховик, в свою очередь, выравнивал толчки от храпового механизма и обеспечивал непрерывное движение колес.

На первый взгляд, изобретение Кулибина имеет намного больше общего с велосипедом, чем с автомобилем, почему его нередко относят к разряду веломобилей. Действительно, если рассматривать самокатку исключительно с точки зрения того, что ее приводил в движение человек, нажимавший на особые педали, то это мнение будет совершенно справедливым. Но именно в экипаже Кулибина были довольно тщательно разработаны и использованы те узлы, без которых невозможно себе представить современный автомобиль: переключение передач, рулевой привод (кстати, практически ничем не отличающийся от тех, что используются в автомобилях), подшипники скольжения, тормозное устройство.

Важно осознать тот простой факт, что в XVIII веке обмен информацией между учеными и инженерами разных стран был практически нулевым. Нередко случалось так, что одно и тоже изобреталось по несколько раз, и вопрос приоритета в открытии разрешить было невозможно. Да что там XVIII век! Достаточно вспомнить известный спор о том, кто же все-таки первым изобрел радио - Попов или Маркони. А ведь это происходило уже в начале ХХ века. Так вот, нужно понять, что Кулибину приходилось действовать в обстановке, как сейчас говорится, информационного вакуума. Он в принципе ничего не знал о том, были ли у него предшественники, каких результатов добились, много ли допустили ошибок и насколько продвинулись вперед в своих работах. Поэтому нижегородский изобретатель имел полное право считать себя первооткрывателем.

Но вернемся к технической стороне дела. Интересной особенностью самокатки было то, что, хотя слуга нажимал на педали равномерно, ведущее колесо могло вращаться с различной скоростью. Изменение скорости обеспечивалось барабаном с тремя венцами - большим, средним и малым. Движение на барабан передавалось через зубчатую передачу, в которой шестерня могла цепляться за какой-либо из венцов. По сути эта система является аналогом коробки передач. Благодаря небольшой массе (по мнению современных ученых, самокатка весила от силы двести-двести пятьдесят килограмм) и использованию во всех трущихся частях подшипников скольжения, экипаж, даже несмотря на вес слуги и одного-двух пассажиров, мог развить скорость до 10-15 км/ч.

Очевидно, что, разогнавшись, слуга мог позволить себе немного отдохнуть, потому что дальше самокатка какое-то время катилась по инерции. Также без участия человека она хорошо шла под уклон. Но любопытно, что, по свидетельствам современников, она и в гору шла довольно быстро, так что придающий ей движение слуга отнюдь не выматывался до полусмерти, преодолевая подъем. Что в устройстве Кулибина давало такую возможность? Дело в том, что талантливый механик использовал на своей трехколесной самодвижущейся коляске маховик. Фактически, слуга раскачивал маховик, который уже передавал энергию на колеса посредством шестеренчатой передачи. Именно использование маховика обеспечивало движение самокатки в гору, а также притормаживало ее, когда она мчалась под уклон.

Рулевое управление представляло собой два рычага, тяги и поворотный круг, крепившийся к переднему колесу. Нужно отметить, что слуга, двигавший самокатку, вынужден был стоять еще и потому, что сидя он не мог бы со своего места нормально обозревать дорогу. Современные варианты постройки самодвижущейся повозки Кулибина обычно не предполагают наличия пассажиров, поэтому водитель может крутить двигать педали сидя. Однако для первоначального кулибинского замысла было важно именно то, что его экипаж был способен перевозить "праздных людей". Поэтому слуге приходилось стоять, иначе его пассажиры закрывали бы ему обзор. Опять же, механик, конечно, не рискнул бы доверить пассажирам рулевое управление.

Сам изобретатель, конечно, осознавал все несовершенство своего детища. Более того, он даже не относил самокатку к списку наиболее важных своих разработок, считая, что это, в первую очередь, развлечение "для праздных людей". Несмотря на то, что он тщательно потрудился над облегчением экипажа, никакой слуга не смог бы долго раскачивать маховик, приводя самокатку в движение. Идея двигателя, который не зависел бы от мускульной силы человека, постоянно владела умом Кулибина. Иван Петрович сделал довольно много изобретений, связанных с использованием силы движущейся воды или ветра. Однако было ясно, что все это совершенно не подходило для самодвижущегося экипажа. Незадолго до смерти внимание Кулибина привлекли паровые машины, но он был уже слишком стар для того, чтобы взяться за такое сложное дело, как создание устройства с паровой машиной в качестве двигателя. Он избрал другой путь - как потом выяснилось, ошибочный. Дело в том, что механик был одержим идеей создания вечного двигателя, таинственного "перпетуум мобиле", являвшегося заветной мечтой всех изобретателей его времени. У Кулибина было свое представление о том, как должен быть устроен вечный двигатель, и он пытался совместить его с самокаткой. В 1817 году он заново начинает работать над полузабытым самодвижущимся экипажем, но его труд прервала смерть, причем историкам мало что известно о том, на какой стадии была остановлена работа.

Что случилось с построенной нижегородским изобретателем самокаткой, нигде не отмечено. Канула в безвестность. Но, как говорилось выше, сохранились чертежи и рисунки, сделанные рукой самого изобретателя. В 1970-1980-хх годах на различных фестивалях, посвященных как истории автомобилестроения, так и веломобильному спорту, не раз представлялись экипажи, построенные на основе кулибинских идей. А действующая модель самокатки механика, восстановленная по его чертежам, выставлена в Политехническом музее.

Ч еловечество большую часть своей истории использовала для передвижения двух- трёх- и четырёхколёсных транспортных средств силу животных: быков, лошадей, мулов, ослов. Но в последние столетия появлялось всё больше изобретений так называемых "самоходных экипажей", которые двигались без использования тягловой силы вышеперечисленных животных. В России таким изобретателем стал механик-самоучка Иван Петрович Кулибин, который изобрёл большое количество различных механических устройств.

Свою работу над самоходным экипажем или как назвал её изобретатель "самокаткой" Кулибин начал в 80-х годах XVIII столетия и закончил её в 1791 году. Эту самокатку вполне справедливо можно считать прадедушкой автомобиля. Сначала он работал над четырёхколесной коляской, но стремясь сделать экипаж более лёгким и простым в управлении, он создал трёхколёсную самокатку. Это был очень лёгкий экипаж на одного-двух пассажиров и нескольких десятков килограммов груза. Позади пассажиров на педалях, или, как их называл Кулибин, "туфлях", стоял человек и попеременно нажимал на них ногами. Педали приводили во вращение большой маховик, который, будучи раскрученным, облегчал работу человека, движущего самокатку, и делал ход экипажа равномерным. Управлять самокаткой надо было с помощью "вертлюга", подобно судовому штурвалу соединенного с передним поворотным колесом.

По свидетельству очевидцев, "самокатка" Кулибина бегала довольно быстро она развивала скорость до 16 км/ч, что для того времени является приличной скоростью. Несмотря на такую высокую для своего времени скорость, коляска двигалась достаточно плавно. Под гору самокатка шла медленнее, чем в гору, что достигалось действием тормозного устройства.

Кулибин на своём изобретении впервые применил подшипники качения, облегчающие движение, рулевое управление, педальную передачу усилий. Он сконструировал прообраз современного автомобиля, в который входили такие части как: карданный механизм, коробка передач, эластичная муфта, тормоз, руль и подшипники качения. С помощью педалей водитель раскручивал маховик, который передавал усилия колёсам и мог отдыхать на ходу, так как благодаря маховику и сцеплению, экипаж некоторое время ехал по инерции.

Самокатки изготавливались в механических мастерских Петербургской академии наук, которыми руководил Кулибин, и довольно широко использовались для прогулок аристократов, которым очень понравилось это изобретение.

По сохранившимся чертежам Ивана Кулибина была сконструирована действующая модель самодвижущегося педального экипажа, которая в данный момент находится в Политехническом музее Москвы.

Используя опыт предыдущих поколений, поднимая их достижения на новый качественный уровень, развитие научно-технической мысли движется вверх по спирали. Не случайно изобретатели, создавая все более и более совершенные машины, нередко возвращаются к опыту предшественников - опираются в своих поисках на конструкции давно минувших лет.

Характерный пример такой преемственности - история экипажей, движимых мускульной силой человека. Об одной из современных ветвей их потомков - веломобилях - мы уже неоднократно рассказывали («М-К», 1976, № 7; 1979, № 11, 12). Не менее интересно оглянуться назад и проследить, как зарождалась и развивалась идея «мускульного» транспорта в далеком и недалеком прошлом.

Уходя в глубь истории техники, мы увидим некий парадокс, живущий в веках и сохранившийся до наших дней. Он стал заметен во времена, когда по мощеным и немощеным дорогам древности уже сновали кареты и телеги, запряженные четвероногими помощниками человека. Не один век лошади, волы, мулы отслужили в качестве живого привода к повозке. Но росли транспортные потребности, и человек начал мечтать о том, чтобы создать экипажи, способные брать больше груза и развивать большие скорости. Появился автомобиль, которому предшествовало изобретение двигателя: сначала парового, потом внутреннего сгорания, электромотора. Но это было потом. К этому еще нужно было прийти. Через времена, когда забавы с «огненными машинами» могли закончиться на костре инквизиции. И еще раньше, когда для движения повозки придумывали наивные, но хитроумные способы, кажущиеся сегодня примитивными, а подчас и курьезными. Однако не станем слишком строго судить предков. Ведь почти в каждом из тех древних сооружений уже угадывался прообраз какой-нибудь детали современных машин: трансмиссии, рулевого управления, тормозов. Многие находки, претерпев всевозможные улучшения, прочно утвердились в современном транспорте.

Принцип привода тележки мускульной силой сидящего в ней человека оказался живучим. Он стал особенно заманчивым во времена, когда виделся уже в применении к асфальтовым дорогам. Стремительно проносились не просто «безлошадные экипажи», а быстрые и мощные авто, в небо взлетели аэропланы, вот уже и космические корабли уходят к далеким планетам. Но живы в человеке две извечные мечты: летать как птица и толкать какой-нибудь легонький экипаж силой собственных мышц. Когда она зародилась, в какие стародавние времена? Появлялись часовые механизмы, вода вращала колеса мельниц и насосов, люди уже неплохо управлялись с парусами. Но… энергию падающей воды к движущейся повозке не приспособишь, пружины слабы и ненадежны, а паруса годятся только при добром ветре, да и то в основном на воде. А так хотелось ни от чего не зависеть…

Одна из первых, наверное, попыток воплотить идею использования собственной силы для приведения легкой повозки в движение принадлежит аугсбургскому плотнику Вальтеру Голтану. Это он в начале XV века выехал на узкие улочки своего городка на необычном четырехколесном сооружении, оказавшемся самодвижущимся мускульным экипажем. Перетягивая бесконечный канат, ездок приводил во вращение два барабана. Нижний, с продольными рейками, заставлял вращаться зубчатое колесо, жестко насаженное на заднюю ось. Стоит ли говорить, что скорость коляски была не выше, чем у пешехода. А как же руль? Ну, в те времена проблема поворота еще не смущала изобретателей. Если требовалось изменить направление движения, ездок вылезал из повозки и, приподняв передок, нацеливал возок в нужную сторону.

Экипаж Голтана был одноместный. А вот некто Огюст из Меммингена в 1447 году соорудил гигантскую (даже го сегодняшним понятиям) самоходную машину на четырех огромных колесах. Она могла везти сразу несколько десятков человек. Конечно, о скорости история умалчивает, но не это было главным в те времена. Важнее, что машина двигалась! Посредством хитроумных приспособлений, рычагов, валиков, воротов, находящихся внутри экипажа, люди вращали все четыре колеса повозки. Конструктор позаботился таким образом о том, чтобы в случае застревания в колдобине одного из колес другие смогли вытянуть машину на ровную дорогу. Вот он, прообраз современных полноприводных машин-вездеходов!

На принципе использования мускульной силы создавались и другие самоходные экипажи средневековья. В 1459 году в триумфальном шествии немецкого императора Максимилиана I принял участие необычный экипаж. Он представлял собой шестиметровое колесо-обруч, внутри которого располагались царствующие особы. Экипаж-колесо перемещался в результате того, что слуги переступали по его внутренней поверхности, а направление движения регулировал длинным рычагом шедший рядом слуга. Тогда же появился деревянный четырехколесный экипаж, приводимый в движение идущими рядом и сзади него слугами, которые с помощью рычагов вращали установленные на кузове валы и маховики. До нас дошли лишь зарисовки таких машин: других достоверных данных об их существовании нет. Проектированием этих повозок занимался, в частности, известный художник Альбрехт Дюрер, оставивший нам несколько рисунков своих изобретений.

В 1685 году известный нюрнбергский часовщик Стефан Фарфлер сломал ногу. Это, казалось бы, незначительное сугубо личное событие послужило толчком… к дальнейшему развитию и совершенствованию самодвижущегося экипажа - пока лишь в форме мускульной повозки. Фарфлера не очень-то радовала перспектива пользоваться костылями или сидеть дома. Он соорудил небольшой трехколесный экипаж, на котором «сам мог ездить в костел без чьей-либо помощи». Ясно, что и здесь Скорость была не ахти какая. В коляске он использовал принцип родного ему часового механизма. Только силу пружин и гирь заменяли собственные мускулы. Крутя особые ручки, Фарфлер через систему шестеренок приводил во вращение переднее колесо. С этой схемой перекликаются современные мотоколяски и автомобили с передним приводом.

Свой вклад в развитие «самобеглых машин» внесли и наши соотечественники. В 1752 году в России был построен первый подобный экипаж, приводимый в движение сложной системой рычагов и педалей, которыми управляли два лакея, стоящие на запятках. Его создатель - Леонтий Лукьянович Шамшуренков, крестьянин Нижегородской губернии, замечательный русский изобретатель-самоучка, наделенный большой фантазией и смекалкой. 21 июня 1751 года он направил в сенатскую комиссию в Москву прошение о выдаче ему разрешения и оказании финансовой помощи для «…сделания коляски самобеглой, что может бегать без лошади. Такую коляску он, Леонтий, сделать может подлинно, изобретенными им машинами, на четырех колесах, с инструментами так, что она будет бегать и без лошади, только правима будет через инструменты двумя человеками, стоящими на той же коляске, кроме сидящих в ней праздных людей, а бегать будет хотя через какие дальние расстояния и не только по ровному местоположению, но и к горе, будет где не весьма крутое место, а так же коляска может сделана быть, конечно, через три месяца со всем совершенством, и для апробации на сделание первой такой коляски потребно ему из казны денег не более 30 рублей…».

Только через год в Санкт-Петербурге Шамшуренков «со всяким поспешением» приступил к воплощению своего замысла. И вот первого ноября 1752 года коляска была полностью готова к испытаниям. До наших дней не сохранилось ни чертежей, ни рисунков, ни даже толкового описания этого самодвижущегося экипажа с мускульным приводом. По немногочисленным документам можно судить, что коляска была четырехколесной, закрытой и напоминала карету - не громоздкую, а достаточно легкую и прочную. Два человека при помощи педалей вращали задние колеса и управляли ее движением. Экипаж перевозил не менее двух пассажиров.

Через год, закончив работу, 60-летний изобретатель, еще полный сил и энергии, вновь пишет в Санкт-Петербург: «…а ныне еще могу для апробации сделать сани, которые будут ходить без лошадей зимой, а для пробы могут ходить и летом с нуждою… А хотя прежде сделанная мною коляска находится и в действии, но токмо не так в скором ходу, и ежели еще позволено будет, то могу сделать той прежней уборнее и ходу скорее и прочнее мастерством». Но на эти предложения последовал отказ, тщетными оказались все дальнейшие просьбы. Вскоре об изобретателе и его «самобеглой коляске» забыли, и их дальнейшая судьба неизвестна.

Другой талантливый русский механик - Иван Петрович Кулибин - несколько лет работал над оригинальной коляской и закончил ее в 1791 году. Вся механика внешне кажется немудреной, но глаз современного конструктора сразу различит целый ряд даже по нынешним временам гениальных решений. Кулибин выполнил экипаж трехколесным, на одного пассажира. Деревянная рама состояла из двух продольных брусьев, соединенных поперечинами. Спереди к ней крепился поворотный круг с одиночным направляющим колесом, управляемым с помощью тяг и рычажков. В задней части на раме устанавливались два других колеса увеличенного диаметра. Педали - или «туфли», по Кулибину, - поочередно нажимал стоящий на запятках человек. Он посредством тяг и храповых механизмов приводил тяжелый горизонтальный маховик, облегчавший работу человека на педалях и смягчавший ход машины. Вращение вертикального вала маховика передавалось через упрощенные зубчатые передачи на правое заднее колесо.

Интересна конструкция механизма передачи крутящего момента на ведущее колесо, ставшая прообразом современных ступенчатых коробок передач. На оси колоса был расположен барабан с тремя зубчатыми венцами различного диаметра и с неодинаковым числом зубьев. Шестерня продольного вала, передвигаясь по диаметру барабана, могла соединяться с любым венцом, изменяя передаточное число, а значит, и скорость вращения колес и прилагаемое усилие.

«Самокатка» имела и механизм свободного хода, что давало человеку возможность отдыхать, используя инерцию позозки и маховика. И еще одно замечательное техническое предвидение можно обнаружить в коляске Кулибина: оси колес перекатывались на трех особых катках. Это устройство - предшественник современного роликового подшипника! Короче говоря, механическая коробка передач и подшипники на этой тележке были сконструированы и использованы на полвека раньше, чем они появились во Франции и Англии. Ближе познакомиться с конструкцией «самокатки» можно в отделе автомобильной техники Политехнического музея в Москве, где хранится ее действующая модель.

И все-таки усовершенствования, введенные Кулибиным в конструкцию коляски, не смогли превратить ее в полноценный самоходный экипаж, слишком уж слабым и ненадежным был живой двигатель. Аналогичные попытки создать «мускульный» транспорт не раз предпринимались в XVIII веке и за рубежом. Однако все подобные машины оставались лишь оригинальной игрушкой при дворе. Известно, что в Англии одноместную повозку наподобие кулибинской, только четырехколесную, построил Джон Беверс.

Словом, «самобеглые машины» оказались ненадежными и практически неприемлемыми. И все-тали они стали первыми шагами к удовлетворению желания человека двигаться быстрее. Появлялись, конечно, на этом пути и горе-изобретатели, которые предлагали бессмысленные сооружения, вошедшие в фонд автовелокурьезов. Вот одна из таких идей: на обычной повозке поставить весла-грабли и отталкиваться ими от земли. В другом «сногсшибательном» устройстве предполагалось использовать принцип беличьего колеса, но с собаками. Для этого переднее колесо повозки должно было иметь вид барабана, внутри которого животным надлежало бежать. Был и не менее оригинальный проект: нажимать педали хотели заставить лошадь. Но… собаки и лошади отказались выполнять столь необычные для себя обязанности, и эти «перспективные экипажи» так и застряли на месте, затерявшись в анналах истории техники.

Но та же история отобрала в мускульных проектах все мало-мальски рациональные зерна. Вспомните маховик на «самокатке» Кулибина. Эту идею развил венгр Йозеф Хорти-Хорват, предложивший в 1857 году многоместный омнибус, не крыше которого был установлен огромный маховик; крутящий момент от него через коническую шестерню и вал передавался на задние колеса экипажа. В обязанности «водителя» входило лишь раскручивать его. Три года спустя русский инженер В. И. Шуберский разработал проект «маховоза», также использующего энергию вращающегося маховика. А в 1905 году англичанин Ланчестер запатентовал «маховичный автомобиль». Один или два тяжелых маховика с помощью механической передачи вращали колеса машины. Для разгона маховиков служили электродвигатели, но можно было делать это и вручную.

И вот уже в наши дни энергетический кризис и гиподинамия, засилье автомобилей в крупных городах, шум, загазованность атмосферы заставили вновь обратить внимание на некоторые «мускульные» транспортные средства, когда-то вытесненные мощными и компактными двигателями. К ним прежде всего следует отнести велосипеды, а также экипажи на их основе - веломобили, приводимые в движение мускулами человека.

От велосипеда веломобиль получил простую цепную передачу, легкие колеса; от автомобиля - трансмиссию, кузов, систему освещения, зачатки комфорта. Конструкция всех узлов направлена на выполнение главного условия - максимальное облегчение работы водителя. Так повернулся виток спирали развития мускульных транспортных средств, начавшийся еще пять веков назад.

Сегодня на улицах Токио и Амстердама, Парижа и Милана - многих городов мира нет-нет да промелькнут в густом потоке транспорта безмоторные машины на одного-двух или даже десяток-другой человек. В них каждый при деле: крутит педали или нажимает рычаги привода. Куда уж автомобилю угнаться - конечно, не в скорости, а в экономичности, маневренности, безвредности для окружающей среды: сколько сразу достоинств! Да и покрутить педали нынешнему горожанину, страдающему от малоподвижности, отнюдь небесполезно.

Безмоторные машины строятся в самых различных вариантах: от юрких одноместных веломобилей до гигантских многоместных «велобусов» - трех-четырехколесных экипажей без кузова с общей передачей на задние ведущие колеса. Пока что многие из них созданы из побуждений саморекламы или желания удивить соотечественников, привлечь внимание, вызвать сенсацию.

Один из первых проектов небольшого велобуса, на 21 человека, предложил в 1949 году француз Пьер-Альберт Фарса. А вот датчанин Таг Крогсхейв явно обогнал всех конкурентов, построив трехколесное велочудище весом более 3 т, рассчитанное на 35 (!) человек. Для него потребовалось 78 старых велосипедов, 35 седел, 70 педалей, три автомобильных колеса Только длина 70 цепных передач составила более 50 м! Единственное практическое применение для этого монстра Крогсхейв нашел пока в том, что изредка катает на нем местных ребятишек.

Мы уже рассказывали о построенных у нас в стране легких веломобилях: о харьковском экипаже «Вита» («М-К», 1976, № 7), складном веломобиле «Колибри» («М-К», 1979, № 12). Несколько веломобилей с обтекаемыми кузовами создали студенты и сотрудники Вильнюсского инженерностроительного института. Зимой 1981 года даже состоялись первые в стране соревнования мускульных машин.

Но, как бы ни были хороши веломобили, они существуют пока в единичных экземплярах и не стали заметным явлением в транспортных потоках крупных городов. Впрочем, в Японии, где проблемы перегрузки уличного движения и загрязнения воздуха выхлопными газами особенно остры, уже начат серийный выпуск нескольких видов безмоторной техники: легкий трехколесный педикар с навесом и более комфортабельный четырехколесный. Средняя скорость их невысока - 10-15 км/ч, но этого вполне достаточно для коротких поездок. Такой транспорт окажется полезным не только для личного пользования, но и для почтальонов, врачей районных поликлиник; для обучения молодежи правилам движения, применения на территории больших предприятий, хозяйств, строек.

Веломобиль делает сегодня первые и пока нетвердые шаги (это несмотря на почти пятисотлетнюю историю!), но огромные преимущества простого и доступного транспорта определяют его большое будущее. Есть еще над чем подумать и поработать изобретателям в этом древнем и, пожалуй, одновременно самом молодом виде транспорта, не нуждающемся в двигателе, служащем здоровью человека, И мы надеемся, что самодеятельные конструкторы, читатели нашего журнала, внесут в это дело свою лепту.

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter , чтобы сообщить нам.

Человечество уже давно мечтало создать подобие самоходных колясок, которые способны передвигаться без тягловых животных. Это отчетливо видно в различных былинах, сказаниях и сказках. На улице май 1752 год. В Петербурге царило праздничное настроение, воздух пронизан тонкими ароматами весны, прячущееся солнце посылало последние лучи. Летний сад был заполнен людьми. По мостовым разъезжали нарядные коляски, и вдруг среди всех экипажей появляется один странный. Он шел без лошадей, тихо и без шума, обгоняя другие кареты. Народ был сильно удивлен. Только потом стало известно, что сие диковинное изобретение это -«самобеглая коляска », постро­енная русским крепостным крестьянином Нижегородской гу­бернии Леонтием Шамшуренковым.

Так же, уже через год, Шамшуренков написал о том, что может сделать самоходные сани и счетчик до тысячь верст с колокольчиком, звенящим через каждый пройденный километр. Таким образом еще за 150 лет до появления первого автомобиля с двигателем внутреннего сгорания, в крепостной Руси появился прототип современного спидометра и автомобиля.

И. П. Кулибин составил проект в 1784 г., а в 1791 г. построил свою «самокатку». В ней впервые для обеспечения равномерности хода были применены подшипники качения и маховик. Используя энергию вращающегося маховика, храповый механизм, в приводе от педалей, позволял коляске двигаться свободным ходом. Самый интересный элемент кулибинской "самоходки" был механизм для смены передач, являющийся неотъемлемой частью трансмиссии всех автомобилей с двигателями внутреннего сгорания.